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Display-Technologien: AMOLED, Retina, LCD, TFT - das steckt dahinter

Display-Technologien: AMOLED, Retina, LCD, TFT - das steckt dahinter

Wer sich für Smartphones interessiert, stolpert immer wieder über diese Begriffe: Das eine Smartphone hat einen LC-Bildschirm, das andere ein AMOLED-Display; Apple nennt seine Bildschirmtechnologie Retina, und was war noch mal IPS? Wir klären auf.

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Flüssigkristalle und Leuchtdioden: LCD vs. AMOLED

Bei modernen Smartphones kommen heute zwei unterschiedliche Displaytechnologien zum Einsatz - entweder LCD oder AMOLED. LCD steht für "liquid crystal display". AMOLED steht für "active-matrix organic light-emitting diode". 

LCD

Bei LCDs bestehen die einzelnen Bildpunkte aus Flüssigkristallen, die nicht selbst leuchten. LCDs sind hintergrundbeleuchtete Displays, das Licht scheint quasi durch die einzelnen Pixel hindurch. Also ist das Display immer entweder komplett beleuchtet oder komplett ausgeschaltet.

Jedes Pixel setzt sich aus drei Subpixel in den Farben Rot, Grün und Blau (RGB) zusammen. LC-Displays erreichen in der Regel eine höhere maximale Helligkeit und sind bekannt für ihre natürlichere Farbdarstellung (zum Wikipedia-Eintrag).

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Die AMOLED-Displays von Samsung gelten als das Maß aller Dinge. / © AndroidPIT by Irina Efremova

AMOLED

AMOLED-Displays kommen ohne Hintergrundbeleuchtung aus, statt Flüssigkristallen werden hier Dioden eingesetzt, die selbst leuchten können. Jedes Pixel wird einzeln angesteuert, was AMOLED-Bildschirme vor allem bei der Darstellung dunkler Bilder mit viel Schwarz sparsamer macht. Technologien wie ein Always-on-Display machen sich diesen Umstand zunutze, da hier nur die Pixel aktiviert werden, die auch wirklich benötigt werden.

Auch bei AMOLED-Displays setzen sich die Bildpunkte aus roten, grünen und blauen Subpixel zusammen. Abweichend von diesem Subpixel-Schema ist die PenTile-Matrix, die in vielen Samsung-Smartphones eingesetzt wird (zum englischsprachigen Wikipedia-Eintrag). Die Subpixel sind hier nach dem RGBG-Schema angeordnet (Rot-Grün-Blau-Grün). Mit PenTile-Displays lassen sich kostengünstig höhere Auflösungen bei gleicher Displaygröße erzielen, außerdem sind sie stromsparender. Sie gelten aber als weniger scharf als zum Beispiel LCDs (zum Wikipedia-Artikel zu OLEDs).  

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So sieht eine PenTile-Matrix unter dem Mikroskop aus. / © Matthew Rollings

Vor- und Nachteile

AMOLED-Bildschirme sind bekannt für hohe Sättigung und Kontrast, tiefe Schwarzwerte und gute Blickwinkelstabilität. Außerdem können sie flacher produziert werden als LCDs. Flexible und gebogene Bildschirme lassen sich ebenfalls nur mit der OLED-Technologie sowie POLED (plastic OLED) herstellen. Dafür sind sie im Direktvergleich in der Produktion teurer und haben eine geringere Haltbarkeit. Die Nachteile, die frühere OLED-Displays bei der Helligkeit hatten, existieren heute kaum noch. Einbrenn-Effekte von festen Elementen im Bild vermeiden die Hersteller in der Regel durch clevere Software-Lösungen, etwa indem diese Elemente regelmäßig unmerklich um ein oder zwei Pixel verschoben werden.

Generell lässt sich festhalten: AMOLED-Displays sind vor allem bei dunklen Hintergründen und einem hohen Schwarzanteil in der Anzeige sparsamer, was sie auch für Wearables gut geeignet macht. LCDs hingegen verbrauchen immer die gleiche Energie, egal welche Farben dargestellt werden.

Super AMOLED und POLED

Das ist ein Marketingbegriff von Samsung. Statt der von AMOLED-Bildschirmen bekannten PenTile-Matrix kommt hier aber meistens (jedoch nicht immer) ein traditionelles RGB-Schema zum Einsatz, bei dem sich ein Pixel aus den drei Subpixel Rot, Grün und Blau (RGB) zusammensetzt.

POLED hingegen stammt aus dem Hause LG. Die Schicht, die normalerweise aus Glas ist, hat LG hier mit einem Plastiksubstrat ersetzt. Das ermöglicht etwa flexiblere Displays, etwa für Smartphones mit schmaleren Rändern, die abgerundete Ecken benötigen. Aber auch Samsung setzt schon länger auf eine solche Technik und nennt es dennoch AMOLED.

IPS

IPS steht für "In-Plane Switching" und bezeichnet eine spezielle Technologie bei LC-Displays, die vor allem die Blickwinkelstabilität verbessert, also den Winkel, in dem man das Display betrachten kann, ohne dass sich Farben, Kontraste und Helligkeit sichtbar verändern. Die meisten aktuellen Smartphones mit LC-Displays haben die IPS-Technologie an Bord, bei Laptop-Bildschirmen zum Beispiel kommt sie - wie auch das recht teure AMOLED - noch selten zum Einsatz (zum Wikipedia-Eintrag).

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Das iPhone XR von Apple hat ein LCD. / © AndroidPIT

Micro-LED

Mit Micro-LED steht eine neue Technologie noch am Anfang, doch sie hat großes Potenzial, das nächste ganz große Ding auf dem Bildschirm-Markt zu werden. Micro-LED-Displays arbeiten ähnlich wie OLED-Panels, sind aber noch dünner. Sie bestehen aus anorganischen Halbleitern, konkret aus einer Gallium-Nitrit-Kombination, wie Macwelt anschaulich erklärt. Es handelt sich hierbei wie bei OLED um Licht emittierende Dioden, die jedoch deutlich kleiner sind.

Eine Hintergrundbeleuchtung ist bei Micro-LED nicht nötig, ebenso kann auf einen Polarisationsfilter verzichtet werden. Auch die Glasschicht über dem Panel kann noch einmal dünner werden. Die Helligkeit pro Watt, also vereinfacht die Effizienz der Displays, ist gegenüber OLED-Panels noch einmal besser und schlägt LCD um Längen. Ein Micro-LED-Display benötigt bei der gleichen Helligkeit nur halb so viel Energie wie ein OLED-Bildschirm, teils sogar noch weniger. Durch die extrem kleinen Dioden sind zudem höhere Auflösungen auf gleicher Fläche möglich – eine 4K-Smartwatch wäre mit Micro-LED zumindest denkbar. Zu guter Letzt sind Micro-LED-Bildschirme nicht so anfällig für Einbrennen von Pixeln wie OLED-Displays.

Der gewichtige Nachteil derzeit sind die Kosten. Die Produktion ist komplex, es gibt bisher noch kaum Fertigungsstraßen für Micro-LED, der Ausschuss ist hoch. Das alles treibt die Kosten in die Höhe. Viele dieser Schwierigkeiten dürften sich mit der Massenproduktion aber quasi von selbst lösen. Experten erwarten die ersten Endkunden-Produkte mit Micro-LED-Display 2019 oder 2020. Apple investiert seit 2014 in die Technologie, weshalb eine Apple Watch mit Micro-LED-Display als Pionier-Produkt wahrscheinlich ist.

Retina

Ein Marketing-Begriff von Apple, hinter dem sich herkömmliche LC-Displays mit IPS-Technologie verbergen, bei den neuesten iPhones auch OLED-Panels. Die Idee hinter dem Begriff "Retina" ist die, dass die Auflösung des Displays so hoch sein soll, dass das menschliche Auge (Retina = Netzhaut) einzelne Bildpunkte aus einem typischen Betrachtungsabstand nicht mehr erkennen kann. Tatsächlich haben die meisten aktuellen Android-Spitzen-Smartphones aber eine deutlich höhere Pixeldichte als die Retina-Displays von Apple.

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Apples Retina-Technologie ist nur ein Marketing-Begriff. / © AndroidPIT

Auflösung: HD, Full HD, QHD, 4K

Die Auflösung (genauer Bildauflösung) eines Displays ist immer noch eines der wichtigsten technischen Merkmale bei Smartphones und Tablets. Sie wird durch die Anzahl der Pixel in der Höhe mal Anzahl der Pixel in der Breite eines Displays angegeben. Während die Auflösung von digitalen Fotos für gewöhnlich in Megapixel angegeben wird, gilt bei Displays eine andere Schreibweise, zum Beispiel "1.920 x 1.080 Pixel".

Für verschiedene Auflösungsstandards gibt es zudem feststehende Bezeichnungen, die sich in der Umgangssprache etabliert haben: Full HD steht für 1.920 x 1.080 Pixel. HD entspricht 1.280 x 720 Pixel. 2K, QHD und WQHD werden oft synonym verwendet und entsprechen 2.560 x 1.440 Pixel. Etwas verwirrend: Neben QHD gibt es auch qHD, was für eine Auflösung von 960 x 540 Pixeln steht (Q für Quad, also viermal und q für Quarter, also Viertel). Den Unterschied zwischen QHD- und Full-HD-Displays zeigen wir in diesem Artikel an mehreren Beispielen.

Der Trend zu mehr Pixel geht weiter, und die Verwirrung um die wahre Bedeutung von 2K und 4K nimmt leider nicht ab. Bei 4K gibt es zwei Auflösungen:

  • die auch unter 4K2K (Breite mal Höhe) bekannt gewordene Auflösung 4.096 x 2.160
  • die auch unter 2160p, QFHD oder UHD bekannt gewordene Auflösung 3.840 x 2.160
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Sony hält bei der Premium-Linie an 4K-Displays fest. / © AndroidPIT

Sony hat es mit dem Xperia Z5 Premium schon im Jahr 2015 geschafft, so viele Pixel in ein Smartphone-Display zu pressen. Der als 4K-Screen beworbene Bildschirm zeigt 3.840 x 2.160 Pixel, wenn man Filme oder Bilder anguckt. In allen anderen Szenarien verwandelt sich das Display in einen Full-HD-Screen. Was nach Betrug klingt, ist ein unsichtbarer Trick, um viel Strom zu sparen. Sony hält daran bei der Premium-Sere bis heute fest, andere Hersteller lassen es selbst in der Luxusklasse meist bei 3.120 x 1.440 Pixel bewenden.

Immer mehr Smartphones haben die Option, die Auflösung zu verändern, um Strom zu sparen. Das Herunterdrehen hat tatsächlich meist einen positiven Einfluss auf die Akkulaufzeit bei nur geringen Einbußen für das Sehvergnügen. Huawei bietet im Mate 20 Pro auch die Möglichkeit, das Smartphone die Auflösung automatisch und dynamisch regeln zu lassen.

Pixeldichte: Der wahre Gradmesser

Neben der Auflösung wird aber auch ein zweiter Wert immer wichtiger: die Pixeldichte. Sie wird in ppi angegeben ("pixels per inch", Pixel pro Zoll) und benennt, wie viele Pixel sich auf der Länge von einem Zoll tummeln. Die Pixeldichte gibt einen besseren Aufschluss über die tatsächliche Schärfe des Displays als die Auflösung als totaler Wert - ein 7-Zoll-Display mit Full-HD-Auflösung hat zum Beispiel eine Pixeldichte von rund 315 ppi, ein 5-Zoll-Smartphone mit der gleichen Auflösung bringt es auf rund 440 ppi und bietet damit eine schärfere Darstellung. Schärfer ist natürlich immer besser, oberhalb von 400 bis 500 ppi kann das menschliche Auge aber kaum noch Unterschiede feststellen.

Der direkt Vergleich mit einem Fernseher oder einem Computer-Monitor hakt dabei übrigens, denn hier ist der Abstand zwischen Auge und Bildschirm deutlich höher.

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Links ein Full-HD-Display, rechts ein QHD-Display: Die Unterschiede in der Pixeldichte sind deutlich erkennbar. / © ANDROIDPIT

Always-on-Displays

Samsung und LG haben mit den Always-on-Displays angefangen, bei denen auch im ausgeschalteten Zustand Informationen auf dem sonst schwarzen Display dargestellt werden. Mittlerweile haben die meisten Hersteller dieses Feature übernommen. Die Always-on-Funktion betrifft meist nur rund ein Drittel der Display-Fläche. Dieses Feature kostet vor allem bei AMOLED-Displays nur wenig Akku, in der Regel höchstens 0,5 Prozent pro Stunde. Wer Always on abschaltet, bekommt im Alltag meist nur marginal mehr Akkulaufzeit.

AndroidPIT samsung galaxy s9 plus 1076
Das Immer-an-Display des Galaxy S9+. / © AndroidPIT by Irina Efremova

Das Smartphone erkennt mithilfe des Näherungssensors, wenn es in eine Tasche gesteckt wird. Dann wird das Always-on-Display abgeschaltet, um keine Energie zu verschwenden. Bei manchen Geräten lässt sich die Anzeige auch so konfigurieren, dass sie sich beim Hochheben aktiviert oder nur eine gewisse Zeit eingeschaltet bleibt.

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Auch LG hat ein Always-on-Display. / © AndroidPIT

Fazit: Was ist das beste Display?

Zuletzt haben sich AMOLED-Bildschirme bei Smartphones als die besten erwiesen, die technische Entwicklung hat die negativen Aspekte, etwa bei der Helligkeit, nahezu aus der Welt geschafft. Auch ein gutes IPS-Display kann ein echter Augenschmaus sein, und nicht jeder Mensch mag die etwas knalligeren Farben, die viele OLED-Bildschirme darstellen. Am besten ist es, mit den eigenen Augen einige Smartphones zu vergleichen. Eines ist aber klar: Die Auflösung muss zumindest einigermaßen hoch sein. Werte unter 300, besser 400 ppi empfehlen sich nicht, weil sonst die Schriften unscharf werden. Das ermüdet die Augen sehr.

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155 Kommentare

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  • Klasse und sehr interessanter Bericht !


  • Tim vor 2 Monaten Link zum Kommentar

    Also wenn man sowas schon beschreibt, sollte man auch korrekterweise anmerken, dass "2K" zwar durchaus als Synonym für 1440p bzw. genauer 2560x1440 verwendet wird, es aber trotzdem nicht korrekt ist.
    Viele bezeichnen es deswegen als 2K, weil QHD fast genau doppelt so viele Pixel hat, wie Full-HD. 4K (ist auch nicht richtig) hat vier mal so viele Pixel, wie 1080p, deshalb sind einige wohl auf die Idee gekommen, das 4K für "vier mal so viel" steht, 2K entsprechend "doppelt so viel". Und das ist halt falsch. Das das K für Kilo, also 1000 steht, hat sich leider kaum im allgemeinen durchgesetzt.
    Genau genommen ist Full-HD näher an 2K (meist 2048x1080) dran, als QHD...

    In 2K werden die meisten Filme gedreht und das sind in der Regel 2048x1080, nicht 2560x1440. Nur so als kleiner Funfact für alle, die meinen, einen deutlichen Schärfeunterschied von Full-HD- zu UHD-Filmen sehen zu können. Das ist fast ausnahmslos nur hochskaliertes 2K ^^


  • Toller Beitrag!


  • Toller sehr interessanter Beitrag, Danke Eric 😺!!!


  • Danke für diesen Beitrag, für mich wirklich informativ.


  • Bei den Display Auflösungen sollten noch HD+, FHD+ und QHD+ ergänzt werden, da diese von vielen Herstellern als "Zwischending" genutzt werden. Danke

    Meiner Meinung nach gibt es derzeit nichts besseres als OLED Panels (in naher Zukunft dann die MicrOLED, wenn in Serie gefertigt wird), da bei diesen der einzig - für mich geltendende - Kritikpunkt stetig verbessert wurde und das ist die maximale Helligkeit. Dieses kann man parallel auch auf die TV OLED Panels übertragen, die mittlerweile über 1000 Nits realisieren. Ist aber ein anderes Thema


  • Super Bericht 👍


  •   23
    Gelöschter Account vor 9 Monaten Link zum Kommentar

    Was mich interessieren würde:

    Warum wird jedem Vergleichsartikel zwischen LCD und OLED (auch auf anderen Portalen) die Sparsamkeit der OLEDS betont, da ja nicht alle Pixels gleichzeitig beleuchtet werden müssen? Nun, ich hatte bisher etliche Geräte beider Bauarten und ich kann bei annähernd gleicher Alltagsnutzung beim besten Willen nicht feststellen, dass OLED Geräte in irgendeiner Form weniger Akku verbrauchen als solche mit LCD.

    Vielleicht sollte man diesen Mythos endlich begraben. Es liest sich ja schon eher wie ein running-gag oder klingt nach stupidem Nachplappern oder Abschreiben. Da eingeschaltete Bildschirme naturgemäß den im Gerät höchsten Energieverbrauch verursachen, müsste sich dies ja eklatant auf die Laufzeit der Geräte auswirken. Tut es aber nicht.

    Es sind eben 2 komplett unterschiedliche Technologien. Beide haben ihre Vorzüge, wobei ich aus optischen Gründen persönlich eher zu den teuren OLEDs tendiere.

    Tim


    • Tim vor 2 Monaten Link zum Kommentar

      Naja der "Mythos" kommt ja daher, dass OLEDs bei schwarzem Inhalt wirklich weniger bis keinen Strom verbrauchen. Nur dafür verbrauchen helle und weiße Inhalte um so mehr und das gleicht sich in der Praxis meistens komplett aus. Bei LCDs ist der Verbrauch ausschließlich von der Helligkeit abhängig und ansonsten identisch, bei OLED eben nicht.

      Finde es auch immer komisch, wenn behauptet wird, dass Smartphone X länger halten würde, wenn es OLED hätte. In der Praxis stimmt das einfach nicht, teilweise ist sogar das Gegenteil der Fall...


      • Es kommt eben auf die Nutzung an.
        Ich nutze zum Beispiel, als Besitzer eines "Amoled Display Smartphones" (dem Huawei Mate 20 Pro) viele Dark Modes so wie Skins, sowohl bei Chrome als auch Youtube und auf dem Home Screen etc. Da macht sich der Unterschied dann schon bemerkbar.

        Demnach ist es also kein Mythos sondern nur etwas breit getreten und potentiell undifferenziert, da selten die tatsächliche Nutzungsweise in den Fokus gestellt wird.


      • Tim vor 2 Monaten Link zum Kommentar

        @Maximilian HE
        Wobei man sagen muss, dass gerade sowas wie Lesen im Browser noch nie viel verbraucht hat. Samsung hat mit dem S4 adaptive Framraten eingeführt, sodass das Lesen von Texten auch mit weißem Hintergrund deutlich weniger verbraucht, da die Bildrate heruntergeschraubt wird.
        Und YouTube ist zum Anschauen von Videos da. Dort bringt ein Dark Mode für den Rest der UI schon so so gut wie nichts. Das ist so wie ein dunkles Wallpaper, obwohl man eh nur einen Bruchteil der Zeit auf dem Homescreen ist.

        Hast du denn überhaupt einen Vergleich gemacht? 😅 das Mage 20 Pro hat von Haus aus eine sehr gute Laufzeit. Das lässt sich nicht so per se als Referenz nehmen und sagen, es liegt an Dark Skins etc.
        Und doch, irgendwie ist es ein Mythos, denn Geräte mit LCD halten bei ansonsten gleicher Ausstattung nicht wirklich kürzer durch, als mit OLED. Teilweise eben sogar umgekehrt, siehe iPhone X vs. 8 Plus. Beide haben nahezu die identische Anzahl an Pixel beim Rendern (das 8 Plus rendert das gesamte System in 1242p, nicht 1080p) und Display-Fläche, der Akku beim X ist sogar minimal größer, trotzdem hält das 8 Plus deutlich länger durch bei ansonsten identischer Hardware. Um nur mal ein Beispiel zu nennen.


  • Sehr gut beschrieben, Amoled oder LCD sind beides gute Display-Technologien. Die Unterschiede sieht man vor allem wenn man die Geräte nebeneinander benutzt. Was ist immer etwas verwirrend finde sind Angaben zur Auflösung


  • Der Artikel wurde komplett überarbeitet. Kommentare unter diesem könnten also aus dem Zusammenhang gerissen sein.


  • Unterm Strich bedeutet das MICRO LED lohnt sich nur bei Smartwatch Ja ich weiß das Samsung ein WALL TV gebaut hat aber HABT IHR MAL Preise gehört ?? NEIN?! tja fragt mal warum xD

    OLED´s sind schon 2000 Euro wert da wird Micro LED im Einsteiger bereich schon bei 4000 liegen gut sein wir Kundenfreundlich und sagen wir 3000.

    Der unterschied ist zum teil garnicht da dieser Beitrag übertreibt voll. Das diese Technologie weniger Energie verbraucht ist nicht wirklich Vorteilhaft bedeutet einfach nur das diese dioden weniger Power brauchen um zu funktionieren und wenn ich 1 gelernt hab dann das die neuen TRIPLE A++++ Geräte (Nicht alle) aber viele schneller kaputt gehen weil sie weniger Leistung haben.

    Bei stromsparenden Geräten braucht man genau zur Hardware passende Teile damit diese überhaupt Harmonieren. Es reicht nicht einfach ein Ultra sparendes DISPLAY damit das Gerät strom spart vllt. wird es sogar möglich sein sehr viel Akku damit zu sparen aber wie oft ist dann die warscheinlichkeit das Geräte dabei schneller kaputt gehen ?

    Zur Bilddarstellung wird sich meiner meinung nicht ändern die dioden sind einfach kleiner und sparen strom bei der bild Quali ändert sich nix

    PLASMA TV Geräte waren zwar STROMFRESSER aber überlegt mal wie lang diese Geräte gelebt haben ? Es gibt immer noch einige die Plasma TV Geräte haben weil sie immer noch funktionieren


    • Das mit Plasma TV stimmt nicht die halten überhaupt nicht länger, ich hatte mal ein der ist aber nach 6 Jahren kaputt gegeben und mein 10 Jahre alter LCD lebt immer noch, dazu kommt das man Plasma nicht zum zocken nehmen konnte, weil sich schnell Bilder eingebrannt haben. Das was weniger verbraucht und schneller kaputt geht als was mehr verbraucht ist ein Märchen.

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